Сопротивляемость кристаллизационным трещинам
Сварка Ni и его сплавов затруднена вследствие высокой чувствительности к примесям. Наиболее отрицательное влияние на качество сварных швов оказывают С и S. Содержание С ограничивают до 0,15% (по массе), а в некоторых сплавах — до 0,05 % (по массе).
Сера обладает большим химическим сродством к никелю. Особенно это заметно при температурах выше 400 °С, когда в течение короткого времени образуется сульфид никеля, дающий легкоплавкую эвтектику с никелем с температурой плавления 645 °С, которая располагается по границам зерен металла и может привести к появлению кристаллизационных трещин. Сульфид никеля может образоваться, если с никелем соприкасаются материалы, которые содержат даже небольшие количества серы, например горючие материалы, масла, краски и т. д. Количество серы в сплавах ограничивают 0,005%—0,03% (по массе). Введение в сплав небольшого количества лития [0,004—0,006 % (по массе)] резко уменьшает влияние серы.
Фосфор образует эвтектику Ni3Р—Ni с температурой плавления 880 °С и также может привести к появлению кристаллизационных трещин, его содержание ограничивают 0,005 % (по массе). Свинец и висмут снижают технологические свойства никелевых сплавов, их содержание ограничивают 0,002— 0,005 % (по массе).
Склонность к порообразованию
Никель и его сплавы проявляют большую склонность к образованию пор вследствие хорошей растворимости в расплавленном металле азота, водорода, кислорода и резкого снижения растворимости при затвердевании металла. Легирование шва Ti, Сr и V уменьшает пористость, а легирование Мn, С, Si, Fe увеличивает. При аргонодуговой сварке вероятность образования пор уменьшается с повышением качества защиты зоны сварки.
Физико-химические особенности
При сварке Ni и его сплавов, особенно с Сu, основной металл не претерпевает структурных превращений, не закаливается, поэтому нет необходимости применять предварительный подогрев или последующую термообработку.
Некоторые сплавы Ni, особенно с Сr и Мо, проявляют склонность к межкристаллитной коррозии, для предотвращения которой сварное соединение подвергают отжигу. Сваривать такие сплавы газовой сваркой нежелательно, так как длительное воздействие высокой температуры может привести к понижению коррозионной стойкости.
При сварке никеля и его сплавов для улучшения свариваемости приходится вводить в зону сварки легирующие компоненты, поэтому химический состав сварного шва отличается от основного металла.
В зависимости от способа сварки никеля могут быть применены различные методы легирования металла шва. Наиболее надежным методом легирования является применение электродной проволоки определенного состава в сочетании с пассивным нелегирующим электродным покрытием, с флюсом или использование сварки в инертных газах.
Технология сварки и свойства соединений
Подготовка под сварку
При сварке Ni и его сплавов необходима тщательная зачистка кромок и прилегающих к ним участков на ширине 20—25 мм механическим путем, так как на них образуется налет, содержащий серу, с последующим обезжириванием в ацетоне, уайт-спирите или бензине. Химическое травление, как правило, не применяется, однако при наличии пленки окислов на поверхности металла рекомендуется обработка в растворе следующего состава: 1 л Н2O, 1,5 л H2SO4, 2,25 л HNO3, 30 г NaCl в течение 5—10 с с последующей промывкой в воде, нейтрализацией в 1 %-ном водном растворе аммиака и сушкой.
Металл в сварочной ванне при сварке никеля и его сплавов более вязок, чем при сварке сталей, и поэтому проплавляется на меньшую глубину, что требует значительной разделки кромок и увеличения их притупления. При сварке кислотостойкой аппаратуры следует избегать стыковых соединений с отбортовкой кромок, так как образующиеся в этом случае «карманы» могут вызвать появление щелевой коррозии при эксплуатации.
http://www.autowelding.ru/img2/nikal003.jpg
Аргоно-дуговая сварка
Преимуществом аргоно-дуговой сварки является возможность обеспечения качественной защиты инертным газом сварочной ванны от взаимодействия с компонентами воздуха O2, N2, Н2, в результате чего предупреждается порообразование, трещино-образование и другие дефекты. При недостаточной защите поверхность шва становится складчатой, и на рентгенограммах сварных соединений оксидные плены в складках шва могут расшифровываться как трещины.
Сборку деталей рекомендуется выполнять в зажимных приспособлениях без прихваток. Сборку с прихватками следует производить в тех случаях, когда невозможно предупредить нежелательные деформации при сварке в приспособлении. Размеры прихваток, расстояние между ними и способ выполнения устанавливают при отработке технологического процесса. В местах пересечений сварных швов ставить прихватки не допускается. Прихватки рекомендуется выполнять без присадочной проволоки. Присадочный металл следует применять в случае, если без присадки в прихватках образуются трещины. При выполнении прихваток и последующей сварке особое внимание следует обращать на заделку кратеров для предупреждения образований усадочной пористости и трещин. Кратеры швов должны быть тщательно заплавлены или выведены на удаляемый припуск детали или выходную планку. Не допускается выведение кратера на основной металл. Возбуждение дуги также рекомендуется выполнять на входной пластине, на стыке деталей, в разделке или на ранее наплавленном металле, но не на основном металле. Для возбуждения дуги следует использовать осциллятор. Заканчивая процесс сварки, следует уменьшать сварочный ток для предотвращения образования трещин в кратере. Сварку следует выполнять с минимальным количеством перерывов.
Одним из способов предупреждения горячих трещин при сварке может стать обеспечение преимущественной доли присадочного металла в шве (до 70—85 %). Для этого предусматривается зазор в корне разделки кромок или расширение разделки в корневой части (OСT 92-1186—80).
При сварке никелевых сплавов применяют сварочную проволоку с повышенным содержанием марганца и молибдена с целью обеспечения высокой стойкости металла шва против образования горячих трещин. Составы присадочных материалов приведены в табл. 28.3.
При сварке никелевых сплавов с нержавеющей сталью 12Х18Н10Т в ряде случаев целесообразно смещать вольфрамовый или плавящийся электрод от стыка свариваемых кромок в сторону стали на величину, указанную в табл. 28.4, для симметричного формирования шва относительно стыка изделий.
http://www.autowelding.ru/
Нужен газоанализатор. Если резка затруднена,то будет ниже 99%,а может быть и 98,8%. Эти десятые доли очень сильно влияют на резку стали.
